EXP:Farbstofflaser

In diesem Experiment geht es um den Aufbau eines Farbstofflasers. Im ersten Schritt dient eine Glasküvette als Resonator. Der Fabrstoff in der Glasküvette wird mit einem Stickstofflaser angeregt. Im zweiten Schritt wird dann ein externer Resonator aus einem Holspiegel und einem Reflexionsgitter gebaut.

Benötigtes Material

• Breadboard
• Stickstofflaser + Netzteil
• 2 Spiegel + 2 Spiegelhalter
• Zylinderlinse + Halterung
• Glasküvette + Küvettenhalter
• 6G Rhodium (Konzentration: )
• Pipette
• Handschuhe
• Hohlspiegel + Halterung
• Reflexionsgitter
• Spektrometer
• PC mit der Software SpectraSuite
• 5 Stages
• verschiedene Bases, Post, Postholder, Schrauben, Unterlegscheiben, Schraubenzieher zur Befestigung der Bauteile auf dem Breadboard

Versuchsaufbau

Zunächst wird der Stickstofflaser auf dem Breadboard befestigt. Anschließend wird der Laserstrahl mit den zwei Spiegeln durch die Zylinderlinse und in den Küvettenhalter mit der Glasküvette gelenkt. Die Zylinderlinse und die Küvettenhalterung sind auf Stages montiert, um eine Feineinstellung der Position vornehmen zu können. Die Glasküvette ist mit ca. 2 ml des Farbstoffs mithilfe der Pipette zu befüllen. Da 6G Rhodium sehr stark färbt sollten Handschuhe getragen werden. Das Spektrometer wird auf einer der beiden Seiten des Küvettenhalters befestigt. Durch das Beobachten des Spektrums mit der Software SpectraSuite können die einzelnen Bauelemente so eingestellt werden, dass der Peak im Diagramm maximal ist. Die Zylinderlinse muss so ausgerichtet werden, dass der Farbstoff in einer Ebene angeregt wird, welche senkrecht zu den Wänden der Glasküvette steht. Nur so kann die Glasküvette als Resonator fungieren.

Im zweiten Schritt wird das Spektrometer entfernt und der Hohlspiegel und das Reflexionsgitter an den beiden Seiten des Küvettenhalters auf dem Breadboard befestigt. Auch diese werden auf Stages geschraubt, um die Positionen der Bauelemente minimal verändern zu können. Der Abstand zwischen Hohlspiegel und Reflexionsgitter darf nicht größer sein als die Brennweite des Hohlspiegels (hier: 20 cm). Das Spektrometer wird so auf dem Breadboard befestigt, dass die Reflexion am Spiegel detektiert werden kann. Das Gitter muss so gekippt werden, dass der eine Reflex wieder auf die Küvette und somit auch auf den Hohlspiegel trifft. Nur so können Hohlspiegel und Reflexionsgitter als Resonator dienen. Da die Küvette an sich schon sehr gut als Resonator funktioniert, kann die Wirkung des externen Resonators besser überprüft werden, wenn sich die Glasküvette nicht mehr in der optimalen Position befindet. Da diese im Küvettenhalter etwas Spielraum hat, reicht es die Küvette leicht anzustoßen.

Was sollte beachtet werden?

Bei der Durchführung des Projektes sind folgende Schwierigkeiten aufgetreten:

Zunächst wurde vermutet, dass eine geringere Farbstoffkonzentration das Lasing verbessert. Nach der schrittweisen Zugabe von Methanol wurde aber deutlich, dass dies nicht der Fall war. Daher wurde bei den folgenden Versuchen mit der oben genannten Konzentration des Farbstoffs gearbeitet.

Der korrekte Verlauf des Strahlengangs kann am besten mit einem weißen Papier überprüft werden. Dadurch kann zum Beispiel sichergestellt werden, ob der Strahl mittig in die Küvette oder auf den Hohlspiegel trifft. Dieses Vorgehen ist auch sinnvoll, wenn man versucht, mit dem Spektrometer den doch recht schwachen Reflex des externen Resonators zu detektieren.

Auswertung

Hier sollen Diagramme, Werte und eine Fehlerabschätzung zum Experiment hin.

Mögliche Probleme und ihre Lösungen

Treten beim Experiment häufiger Fehler auf? Bitte beschreibe sie hier.

Sicherheitshinweise

Hier nötige Sicherheitshinweise notieren. Ggf. Betriebsanweisung verlinken.

Fotos

Am Ende des Dokuments kommt eine Galerie aller Bilder, die zu diesem Experiment unter dem Namensraum "Datei:" bereits vorhanden sind.
<div class="row"> <div class="large-8 large-centered columns"> <ul class="example-orbit" data-orbit> <li class="active"> [[Datei:Bild.png|slide 1]] <div class="orbit-caption"> Bildbeschreibung </div> </li> </ul> </div> </div>

Literatur

Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung - Nicht-kommerziell - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International Lizenz.